JP5533436B2 - ステアリングサポートメンバーの構造 - Google Patents
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Description
また、特許文献2に開示されているように、運転席側のステアリングサポートメンバーの剛性を向上させるため、ステアリングサポートメンバーを2本のパイプで構成し、車体前方側のパイプの径を車体後方側のパイプの径よりも大きく形成しているものがある。
ここで問題となるステアリングサポートメンバーの振動モードは、
(1)ステアリングサポートメンバー全体の前後運動において、中央を腹にして(両端が節)、ブレース付近では同じ位相になる振動を複合した振動モード(モード1)
(2)ステアリングサポートメンバー全体の前後運動において、両端と中央を節にして、ブレース付近では逆位相になる振動を複合した振動モード(モード2)
である。
これらの振動モードは、長尺の棒状部材に必ず起こるものであるから、振動を低減させることが難しい。また、多くの部材を追加することにより振動を低減させることは可能であるが、部品点数の増加やコスト高を招くとともに、重量増大による燃費の低下が懸念されるので好ましい手段とはいえない。
このため、効率の良い振動低減方法を施し、振動ピークを持ちにくく、各車種に合わせた振動特性を調整することができるステアリングサポートメンバー及びメンバー周辺の構造が求められている。
ところが、特許文献1に開示された従来のステアリングサポートメンバーの構造にあっては、ブレースによるカウルパネル、ダッシュパネル、フロアパネルへの荷重伝達が十分に行えないため、上述した厳しい車室内騒音低減の要求やステアリング振動低減の要求に対処することができなかった。また、特許文献2に開示された従来のステアリングサポートメンバーの構造にあっては、ステアリング振動性能へ寄与する重要度が大きい車体後方側のパイプの径が小さい上、車体後方側のパイプを車体幅方向に沿って架け渡しているため、余分な重量増が発生するとともに、振動を抑える性能が低下してしまうという問題を有している。
図1は本発明の実施形態に係るステアリングサポートメンバーの構造が適用される自動車の車室内の斜視図、図2は図1の自動車の車室内の平面図、図3は本実施形態のステアリングサポートメンバーの構造の斜視図、図4は図3のステアリングサポートメンバーの構造の平面図である。
自動車の車室内の前方側上下部の車体は、カウルパネル2及びダッシュパネル3によって構成され、車体幅方向の左右両側部の車体は、ダッシュサイドパネル4a,4bによって構成されており、ダッシュパネル3の下部の車体後方側には、フロアパネル5及びサイドシル6が配設されている。フロアパネル5の車体幅方向の中央部には、車体前後方向へ延在する凸状のフロアトンネル5aが設けられている。
また、本実施形態のステアリングサポートメンバー1は、車体前後方向で一定の間隔を空けて平行に並んで配置される2本のパイプ材からなる長短の第1及び第2のサポートメンバー9,10によって構成されており、第1のサポートメンバー9は、車体幅方向の全体にわたって配置され、第2のサポートメンバー10は、運転席側の前方位置の対応箇所の領域に配置されている。これら第1及び第2のサポートメンバー9,10のうち、第1のサポートメンバー9が車体前方側に配置され、第2のサポートメンバー10が車体後方側に配置されている。そして、第2のサポートメンバー10の直径は、第1のサポートメンバー9の直径よりも大きく設定されている。
この中間部結合ブラケット11は、車体上下方向へ延びる第1のブレース12を介してフロアパネル5に結合されている。このため、第1のブレース12の上端部12aは、中間部結合ブラケット11に一体成形され、第1のブレース12の下端部12bは、フロアトンネル5aの側面に結合されている。なお、本実施形態では、中間部結合ブラケット11と第1のブレース12とが一体成形されているが、両部材は別体であっても良い。
第2のブレース13は、車体前方側が閉じた基部13aと、該基部13aから車体幅方向に間隔を空けながら平行に車体後方へ向かって延在することにより対向配置される左右一対の辺部13b,13cとを備えており、車体後方側が開口する平面視でコ字形状に形成されている。第2のブレース13の基部13aは、車体前方のカウルパネル2に結合されている。一方、ステアリングブラケット14は、車体幅方向に間隔を空けながら車体前後方向へ延びる支持片(部材)14a,14bを備えており、これら支持片14a,14bは、第1及び第2のサポートメンバー9,10を跨いで平行に配置されている。
また、第2のサポートメンバー10の車体幅方向中央から中間部結合ブラケット11へ向かって、第2のサポートメンバー10の全体長さの1/4の位置では、第2のブレース13の左側(車体反対側)に位置する他方の辺部13bが第1及び第2のサポートメンバー9,10の両方に結合しているとともに、ステアリングブラケット14の左側(車体側)に位置する他方の支持片14aが第1及び第2のサポートメンバー9,10の両方に結合しており、第2のブレース13の辺部13bとステアリングブラケット14の支持片14aとは、車体幅方向で重複して配置されている。
なお、本実施形態では、第2のブレース13の辺部13b,13cが第1及び第2のサポートメンバー9,10の両方に結合しているが、第1のサポートメンバー9のみに結合しても良い。
すなわち、第2のサポートメンバー10の全体長さをL1、第2のサポートメンバー10の車体幅方向中央までの長さをL2、第2のサポートメンバー10の車体幅方向中央までの半分の長さをL3とすると、L1=2×L2=4×L3という関係式になる。
このようなパイプ材15は、第2のブレース13における水平面内での剛性を有していれば、軽量化が図れる水平方向に平坦な板金であっても良く、また、樹脂材料によって形成されていても良い。
このため、ステアリングサポートメンバー1を構成する第1のサポートメンバー9の両端のみならず、第2のサポートメンバー10の両端もダッシュサイドパネル4b及び第1のサポートメンバー9に確実に取付けることができるとともに、ステアリングサポートメンバー1の全体の剛性向上を図ることができる。しかも、特定の振動モードにおけるステアリングサポートメンバー1の前後振動に対し、コ字形状の第2のブレース13の対向する両辺部13b,13cが当該振動を抑える働きを有し、特に第2のブレース13の中央側の辺部13bが振動の腹に近く、動きを抑える効果が高く、また、中央の節周りの水平面の回転成分に対しても、低減効果を有しているから、第2のブレース13付近における振幅は、全体の前後運動に対して両端と中央の節の振動が逆位相となり、外側の辺部付近では2つの振幅が中和され、振動を小さくできるとともに、ステアリングサポートメンバー1の全体剛性をより一層向上させることができる。さらに、第1及び第2のサポートメンバー9,10の振動モードが異なる場合は、第2のブレース13やステアリングブラケット14の位置を微調整したり、第2のブレース13の剛性を選択したりすることによって振動の腹部を抑えることができ、車種に合わせた最適の振動モードを設定できる。
例えば、既述の実施の形態では、第1のブレース12の下端部12bをフロアパネル5に結合されているが、適応車種などによってダッシュパネル3の下部に結合しても良い。また、既述の実施の形態では、第2のブレース13の基部13aをカウルパネル2に結合させているが、適応車種などによってダッシュパネル3の上部に結合しても良い。さらに、既述の実施の形態では、ステアリングブラケット14がコ字形状に形成されているが、適応車種によって車体前後方向へ延びる並行な2部材から構成されていても良い。
2 カウルパネル
3 ダッシュパネル
4a,4b ダッシュサイドパネル
5 フロアパネル
7,8 端部結合ブラケット
9 第1のサポートメンバー
10 第2のサポートメンバー
11 中間部結合ブラケット
13 第2のブレース(ブレース)
13a 基部
13b,13c 辺部
14 ステアリングブラケット
14a,14b 支持片
15 パイプ材
Claims (4)
- 車体幅方向にわたって架け渡され、車体幅方向両端で端部結合ブラケットを介して左右の車体に取付けられるステアリングサポートメンバーの構造において、
前記ステアリングサポートメンバーは、平行に並んで配置される2本のサポートメンバーによって構成され、第1のサポートメンバーは車体幅方向の全体に配置され、第2のサポートメンバーは運転席側の対応箇所に配置され、
前記第2のサポートメンバーの車体側端部は、前記第1のサポートメンバーと共に前記端部結合ブラケットを介して車体に取付けられ、前記第2のサポートメンバーの車体反対側端部は、中間部結合ブラケットを介して前記第1のサポートメンバーに取付けられ、
前記第2のサポートメンバーの車体幅方向中央には、車体前後方向へ延び、かつ前記第1及び第2のサポートメンバーを車体前後方向に跨ぐコ字形状もしくはU字形状のブレースと、車体前後方向へ延び、かつコ字形状もしくは並行な2部材からなるステアリングブラケットが配置され、
前記第2のサポートメンバーの車体幅方向中央では、前記第1及び第2のサポートメンバーのいずれかもしくは両方に結合する前記ブレースの一方の辺部と、前記第1及び第2のサポートメンバーに結合する前記ステアリングブラケットの一方の部材とが重複して配置されているとともに、前記第2のサポートメンバーの車体幅方向中央から前記中間部結合ブラケットへ向かって前記第2のサポートメンバーの全体長さの1/4の位置では、前記第1及び第2のサポートメンバーのいずれかもしくは両方に結合する前記ブレースの他方の辺部と、前記第1及び第2のサポートメンバーに結合する前記ステアリングブラケットの他方の部材とが重複して配置され、
前記ブレースのコ字形状もしくはU字形状の基部は、車体前方のカウルパネルもしくはダッシュパネルの上部に結合されていることを特徴とするステアリングサポートメンバーの構造。 - 前記コ字形状もしくはU字形状のブレースの対向する辺部間には、前記第1のサポートメンバーと平行に配置し、かつ前記第1のサポートメンバーと前記ブレースの基部との前後方向中間位置で、前記対向する辺部と結合するパイプ材が架設されていることを特徴とする請求項1に記載のステアリングサポートメンバーの構造。
- 前記パイプ材は、水平方向に平坦な板金であることを特徴とする請求項2に記載のステアリングサポートメンバーの構造。
- 前記パイプ材は、樹脂材料によって形成されていることを特徴とする請求項2に記載のステアリングサポートメンバーの構造。
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